本发明专利技术公开了一种高温复合气化剂的制备方法及其装置，复合气化剂含有CO2、H2O、O2和N2气体，CO2的体积百分数为8～12％，H2O的体积百分数为15～18％，O2的体积百分数为7～10％，首先气体燃料通过燃烧器燃烧，过剩空气系数控制在1.05-1.2，产生高温烟气，烟气温度控制在1100～1300℃，高温烟气中含有的CO2的体积百分数为8～12％，H2O的体积百分数为15～18％，向高温烟气中补充一定量的氧气，使高温烟气中的氧气的体积百分数达到7～10％。采用该方法制备高温复合气化剂，使用设备简单，能源利用效率高，经济性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高温复合气化剂的制备方法，本专利技术还涉及实现该高温复合气化剂的制备方法的装置。
技术介绍
无焰气化技术是近几年提出的一种高效、洁净的气化技术。它是采用无焰气化的原理，气化原料的干燥热解、氧化还原和气体重整反应之间几乎没有明显的界限，反应迅速且弥散在整个反应空间内，整个反应空间内温度分布均勻且维持在一个很高的水平，这样有利于气体的重整反应和焦油的裂解，从而可以产生热值高、洁净的合成燃气。实现无焰气化必须满足的一个基本条件是气化剂温度必须足够高，通常大于 1000°C。实现气化剂高温的一种方法是采用热风炉形式的加热方式，采用成对的蓄热器，通过高温烟气与气化剂的切换，实现高温烟气对气化剂的间接加热。这种方法可采用换热能力强的蜂窝陶瓷作蓄热体，理论上可将气化剂加热到比高温烟气的温度低150°c左右的高温。尽管采用这种方法可以得到高温气化剂，但所得到的高温气化剂流量不稳定，系统比较复杂，初投资大，而且由于蓄热体阻力损失较大，相应的增加了系统能耗。采用电热丝加热方法，由于换热系数低，要将气化剂加热到1000°c以上，需要很大的受热面和加热功率，加热设备庞大，且电耗很高，是不足取的。目前无焰气化技术所采用的气化剂绝大部分为空气和纯氧，或者采用向空气、纯氧中添加水蒸气作气化剂。以空气作气化剂，价廉易得，但是空气中约79%的氮气是不参与气化反应的，从而使得合成燃气中的氮气含量高，降低和限制了合成气的热值。采用氧气作气化剂，虽可显著提高合成燃气的热值，但氧气耗量大，增加了气化剂成本，降低了气化系统的经济性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是提供一种生产成本低、生产方便且气化剂温度和组分稳定并具有可调节性的高温复合气化剂的制备方法。本专利技术所要解决的第二个技术问题是提供一种生产成本低、生产方便且气化剂温度和组分稳定并具有可调节性的高温复合气化剂的制备装置。为了解决上述第一个技术问题，本专利技术提供的高温复合气化剂的制备方法，复合气化剂含有C02、H20、A和N2气体，(X)2的体积百分数为8 12%，H2O的体积百分数为15 18%, O2的体积百分数为7 10%，首先气体燃料通过燃烧器燃烧，过剩空气系数控制在 1. 05-1. 2，产生高温烟气，烟气温度控制在1100 1300°C，高温烟气中含有的(X)2的体积百分数为8 12%，H20的体积百分数为15 18%，向高温烟气中补充一定量的氧气，使高温烟气中的氧气的体积百分数达到7 10%。为了解决上述第二个技术问题，本专利技术提供的实现高温复合气化剂的制备方法的装置，燃烧器连接有燃气管和空气管，燃烧器的出口对接有排烟管道，排烟管道连接有补氧管道，排烟管道上设有温度变送器和氧气浓度变送器，温度变送器与温度控制器电连接，温度控制器与串联在燃气管上的燃料阀电连接，氧气浓度变送器与氧气浓度控制器电连接， 氧气浓度控制器与串联在补氧管道上的氧气管路阀门电连接。采用上述技术方案的高温复合气化剂的制备方法及其装置，产生的高温气化剂温度可达到1300°C，温度和组分可调，完全满足无焰气化技术的基本条件。气化剂的组分中主要含有C02、H20、02和N2等气体。(X)2的体积百分数为8 12%，H2O的体积百分数为15 18%, O2的体积百分数为7 10%。由于CO2可参与碳的还原反应，H2O可参与水煤气反应和水煤气变换反应，因此，CO2和H2O完全可作为无焰气化反应的气化剂。由于气化反应进行的一系列还原反应需要吸收大量的热，因此，高温气化剂中还需要有一定的氧气参与氧化反应，通过氧化反应释放热量提供给气化还原反应吸热。因此，利用这种高温复合气化剂进行气化，气化反应就可以连续地进行。为了保证此高温气化剂的温度和氧气体积百分数的稳定，本专利技术还包括气化剂温度、气化剂中氧气体积百分数的控制系统。此控制系统包括气化剂温度单回路控制系统和气化剂中氧气体积百分数单回路控制系统。燃烧器配风风机流量保持不变，当气化剂温度升高时，关小燃料阀，当气化剂温度降低时，开大燃料阀，燃料阀调节的范围控制在空气过剩系数处于1. 05 1. 2的范畴；当气化剂中氧气体积百分数增大时，关小氧气管路阀门，当气化剂中氧气体积百分数减小时，开大氧气管路阀门。这样就可以得到温度和氧气体积百分数稳定的高温复合气化剂。本专利技术所产生的是一种混合气化剂，含有C02、H2O, O2和队等气体，CO2的体积百分数为8 12%，H2O的体积百分数为15 18%，A的体积百分数为7 10%，温度可达 1100 1300°C。本专利技术还包括气化剂温度、氧气体积百分数的控制系统，这样可以保证气化剂温度和氧气体积百分数的稳定。本专利技术产生的气化剂可根据气化中所用生物质料种类不同，合理选择高温气化剂的温度和氧气体积百分数，使气化反应产生的合成气品质达到最优。本专利技术的优点是1、本专利技术产生高温气化剂的方法简单、可行，热效率高。2、本专利技术产生的高温气化剂是一种混合气化剂，克服了空气作为气化剂时氮气含量过高的不足，也克服了纯氧气做为气化剂时成本高的不足，为提高气化合成燃气的热值和经济性提供了途径。3、本专利技术产生的气化剂的温度和含氧量可调，确保了气化剂温度和含氧量的稳定，而且可以根据不同生物质的种类，合理选择气化剂的温度和含氧量，确保气化产生的合成燃气品质达到最优。综上所述，本专利技术解决了现有产生高温气化剂的方法比较复杂、产生高温气化剂的流量不稳定和热效率较低等不足，以及采用单一气化剂不利于合成燃气热值的提高和气化系统经济性较差等不足，具有较好经济性的能方便地产生高温复合气化剂，且气化剂温度和组分稳定并具有可调节性的方法。附图说明图1为生产本专利技术的高温复合气化剂的设备的结构示意图。 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。一种高温复合气化剂的制备方法，复合气化剂含有C02、H2O, O2和队气体，CO2的体积百分数为8 12%，H2O的体积百分数为15 18%，&的体积百分数为7 10%，首先气体燃料通过燃烧器燃烧，过剩空气系数控制在1. 05-1. 2，产生高温烟气，烟气温度控制在1100 1300°C，高温烟气中含有的CO2的体积百分数为8 12%，H2O的体积百分数为 15 18%，向高温烟气中补充一定量的氧气，使高温烟气中的氧气的体积百分数达到7 10%。如图1所示，燃烧器2连接有燃气管9和空气管8，燃烧器2的出口对接有排烟管道4，排烟管道4的出口与气化炉10对接，排烟管道4对接有补氧管道7，排烟管道4上设有温度变送器3和氧气浓度变送器5，温度变送器3与温度控制器1电连接，温度控制器1 与串联在燃气管9上的燃料阀11电连接，氧气浓度变送器5与氧气浓度控制器6电连接， 氧气浓度控制器6与串联在补氧管道7上的氧气管路阀门12电连接。本方案产生高温气化剂的方法是首先，气体燃料经燃气管9和燃料阀11进入燃烧器2和从空气管8进入到燃烧器2内的空气在燃烧器2内燃烧，燃烧后产生的高温烟气通过排烟管道4排出，在排烟管道4上布置有补氧管道7，向高温烟气中补充一定量的氧气， 这样，此高温混合气体就可以作为气化所用的气化剂，送入气化炉10进行气化。为了保证此高温气化剂的温度和氧气体积百分数的稳定，本专利技术还包括气化剂温度、气本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种高温复合气化剂的制备方法，复合气化剂含有ＣＯ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２和Ｎ２气体，ＣＯ２的体积百分数为８～１２％，Ｈ２Ｏ的体积百分数为１５～１８％，Ｏ２的体积百分数为７～１０％，其特征是：首先气体燃料通过燃烧器燃烧，过剩空气系数控制在１．０５－１．２，产生高温烟气，烟气温度控制在１１００～１３００℃，高温烟气中含有的ＣＯ２的体积百分数为８～１２％，Ｈ２Ｏ的体积百分数为１５～１８％，向高温烟气中补充一定量的氧气，使高温烟气中的氧气的体积百分数达到７～１０％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：彭好义，蒋绍坚，魏烈旭，彭福来，蒋勇，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43
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